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1950 के दशक की शुरुआत में ही,ग्लास फाइबर प्रबलित कंपोजिटइनका उपयोग हेलीकॉप्टर के एयरफ्रेम के गैर-भार वहन करने वाले घटकों, जैसे कि फेयरिंग और निरीक्षण हैच में किया जाता था, हालांकि इनका अनुप्रयोग काफी सीमित था।

हेलिकॉप्टरों के लिए मिश्रित सामग्रियों में अभूतपूर्व प्रगति 1960 के दशक में ग्लास फाइबर प्रबलित मिश्रित रोटर ब्लेडों के सफल विकास के साथ हुई। इसने मिश्रित सामग्रियों के उत्कृष्ट लाभों को प्रदर्शित किया—बेहतर थकान प्रतिरोध, बहु-पथ भार स्थानांतरण, धीमी दरार प्रसार विशेषताएँ और संपीड़न मोल्डिंग की सरलता—जिन्हें रोटर ब्लेड अनुप्रयोगों में पूरी तरह से साकार किया गया। फाइबर-प्रबलित मिश्रित सामग्रियों की अंतर्निहित कमजोरियाँ—कम अंतरस्तरीय अपरूपण शक्ति और पर्यावरणीय कारकों के प्रति संवेदनशीलता—ने रोटर ब्लेड के डिज़ाइन या अनुप्रयोग को प्रतिकूल रूप से प्रभावित नहीं किया।

जहां धातु के ब्लेडों का सेवा जीवन आमतौर पर 2000 घंटे से अधिक नहीं होता है, वहीं कंपोजिट ब्लेडों का जीवनकाल 6000 घंटे से अधिक, संभवतः अनिश्चित काल तक हो सकता है, और ये स्थिति-आधारित रखरखाव को सक्षम बनाते हैं। इससे न केवल हेलीकॉप्टर की सुरक्षा बढ़ती है, बल्कि ब्लेडों की संपूर्ण जीवन-चक्र लागत में भी काफी कमी आती है, जिससे पर्याप्त आर्थिक लाभ प्राप्त होते हैं। कंपोजिट के लिए सरल, आसानी से संचालित होने वाली संपीड़न मोल्डिंग और उपचार प्रक्रिया, साथ ही मजबूती, कठोरता (जिसमें अवमंदन विशेषताएँ शामिल हैं) को अनुकूलित करने की क्षमता, रोटर ब्लेड डिज़ाइन में अधिक प्रभावी वायुगतिकीय प्रोफ़ाइल सुधार और अनुकूलन के साथ-साथ रोटर संरचनात्मक गतिशीलता के अनुकूलन को सक्षम बनाती है। 1970 के दशक से, नए एयरफॉइड्स पर शोध ने उच्च-प्रदर्शन वाले हेलीकॉप्टर ब्लेड प्रोफाइल की एक श्रृंखला को जन्म दिया है। इन नए एयरफॉइड्स में सममित से पूर्णतः वक्रित, असममित डिज़ाइनों में परिवर्तन होता है, जिससे अधिकतम लिफ्ट गुणांक और महत्वपूर्ण मच संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि, ड्रैग गुणांक में कमी और क्षण गुणांक में न्यूनतम परिवर्तन प्राप्त होते हैं। रोटर ब्लेड टिप के आकार में सुधार - आयताकार से लेकर स्वीप्ट, टेपर्ड टिप्स; पैराबोलिक स्वीप्ट नीचे की ओर वक्रित टिप्स; उन्नत पतले घुमावदार BERP टिप्स ने वायुगतिकीय भार वितरण, भंवर हस्तक्षेप, कंपन और शोर विशेषताओं को काफी हद तक बढ़ाया है, जिससे रोटर की दक्षता में वृद्धि हुई है।

इसके अलावा, डिजाइनरों ने रोटर ब्लेड के वायुगतिकी और संरचनात्मक गतिशीलता के बहुविषयक एकीकृत अनुकूलन को लागू किया, जिसमें मिश्रित सामग्री अनुकूलन को रोटर डिजाइन अनुकूलन के साथ मिलाकर ब्लेड के प्रदर्शन को बेहतर बनाया गया और कंपन/शोर को कम किया गया। परिणामस्वरूप, 1970 के दशक के अंत तक, लगभग सभी नए विकसित हेलीकॉप्टरों में मिश्रित ब्लेड लगाए गए, जबकि धातु के ब्लेड वाले पुराने मॉडलों को मिश्रित ब्लेड में बदलने से उल्लेखनीय रूप से प्रभावी परिणाम प्राप्त हुए।

हेलिकॉप्टर के एयरफ्रेम संरचनाओं में कंपोजिट सामग्रियों को अपनाने के प्राथमिक कारणों में शामिल हैं: हेलिकॉप्टर के बाहरी भाग की जटिल घुमावदार सतहें, साथ ही अपेक्षाकृत कम संरचनात्मक भार, जो उन्हें संरचनात्मक क्षति सहनशीलता बढ़ाने और सुरक्षित, विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए कंपोजिट निर्माण के लिए उपयुक्त बनाता है; उपयोगिता और आक्रमण हेलिकॉप्टरों दोनों के लिए एयरफ्रेम संरचनाओं में वजन कम करने की मांग; और दुर्घटना-अवशोषक संरचनाओं और स्टील्थ डिज़ाइन की आवश्यकताएं। इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, अमेरिकी सेना विमानन अनुप्रयुक्त प्रौद्योगिकी अनुसंधान संस्थान ने 1979 में उन्नत कंपोजिट एयरफ्रेम कार्यक्रम (ACAP) की स्थापना की। 1980 के दशक से, जब सिकोरस्की S-75, बेल D292, बोइंग 360 और यूरोपीय MBB BK-117 जैसे पूर्णतः कंपोजिट एयरफ्रेम वाले हेलिकॉप्टरों ने परीक्षण उड़ानें शुरू कीं, से लेकर 2016 में बेल हेलिकॉप्टर द्वारा V-280 के कंपोजिट पंखों और धड़ के सफल एकीकरण तक, पूर्णतः कंपोजिट एयरफ्रेम वाले हेलिकॉप्टरों के विकास ने महत्वपूर्ण प्रगति की है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बने आदर्श विमानों की तुलना में, कंपोजिट एयरफ्रेम वजन, उत्पादन लागत, विश्वसनीयता और रखरखाव में काफी लाभ प्रदान करते हैं, और तालिका 1-3 में उल्लिखित ACAP कार्यक्रम के उद्देश्यों को पूरा करते हैं। इसलिए, विशेषज्ञ मानते हैं कि एल्यूमीनियम एयरफ्रेम को कंपोजिट संरचनाओं से बदलना उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि 1940 के दशक में लकड़ी के एयरफ्रेम से धातु संरचनाओं में परिवर्तन।

स्वाभाविक रूप से, एयरफ्रेम संरचनाओं में मिश्रित सामग्रियों का उपयोग हेलीकॉप्टर के डिज़ाइन विनिर्देशों (प्रदर्शन मापदंडों) से निकटता से जुड़ा हुआ है। वर्तमान में, मध्यम और भारी आक्रमणकारी हेलीकॉप्टरों में एयरफ्रेम संरचना के कुल भार का 30% से 50% मिश्रित सामग्री से बना होता है, जबकि सैन्य/नागरिक परिवहन हेलीकॉप्टरों में यह प्रतिशत अधिक होता है, जो 70% से 80% तक पहुँच जाता है। मिश्रित सामग्री मुख्य रूप से धड़ के घटकों जैसे टेल बूम, वर्टिकल स्टेबलाइज़र और हॉरिजॉन्टल स्टेबलाइज़र में उपयोग की जाती है। इससे दो उद्देश्य पूरे होते हैं: भार कम करना और डक्टेड वर्टिकल स्टेबलाइज़र जैसी जटिल सतहों को आसानी से बनाना। क्रैश-एब्जॉर्बिंग संरचनाएं भी भार कम करने के लिए मिश्रित सामग्रियों का उपयोग करती हैं। हालांकि, सरल संरचना, कम भार और पतली दीवारों वाले हल्के और छोटे हेलीकॉप्टरों के लिए, मिश्रित सामग्रियों का उपयोग लागत-प्रभावी नहीं हो सकता है।